(57)【要約】【課題】高脱硫効率を維持ないし向上させたうえで、吸収剤の過剰供給率を下げることができ、脱硫コストの低減を実現可能である排煙脱硫装置及び排煙脱硫装置の脱硫吸収液供給方法を提供する。【解決手段】脱硫吸収液Ｌを溜める吸収液貯留部１１ａと、ボイラ１で生じた排ガスＧＩに脱硫吸収液Ｌを吹き付けるスプレー１１ｃを有する吸収塔１１を備えた排煙脱硫装置１０において、吸収液貯留部１１ａからスプレー１１ｃに至るまでの吸収液循環配管１４に、吸収液循環配管１４内を流れる脱硫吸収液Ｌに電磁波を作用させるべく電磁波を発生する電磁波発生部２０が設けられている。【選択図】図２
2013198836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入される排ガスに吸収剤を含む脱硫吸収液を接触させて脱硫を行う吸収塔と、
前記吸収塔に対して前記脱硫吸収液を供給する吸収液配管を備えた排煙脱硫装置において、
前記吸収液配管内を流れる前記脱硫吸収液に電磁波を作用させるべく電磁波を発生する電磁波発生部が該吸収液配管上に設けられている
ことを特徴とする排煙脱硫装置。
【請求項２】
前記吸収塔の下部に配置された吸収液貯留部に溜まる排ガス接触後の脱硫吸収液を該吸収塔の上部空間側に導く吸収液循環配管と、前記吸収液循環配管内を流れる脱硫吸収液の濃度調整用吸収液を該濃度調整用吸収液が貯留されるタンクから前記吸収塔に導く調整用吸収液導入配管と、前記吸収塔に導入する前記濃度調整用吸収液の一部を循環させる調整用吸収液循環配管と、前記吸収塔の前記吸収液貯留部から抽出された排ガス接触後の脱硫吸収液に対して脱水処理を行って得られる吸収剤濃度が高められた処理後吸収液の前記吸収塔への戻し配管のうちの少なくともいずれか一つの配管に前記電磁波発生部が設けられている請求項１に記載の排煙脱硫装置。
【請求項３】
吸収剤を含む脱硫吸収液を排ガスに接触させて脱硫を行う排煙脱硫装置の吸収塔に、吸収液配管を介して前記脱硫吸収液の供給を行うに際して、
前記吸収液配管上に電磁波発生部を設置して、該吸収液配管内を流れる前記脱硫吸収液に電磁波を作用させる
ことを特徴とする排煙脱硫装置の脱硫吸収液供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、化石燃料を燃焼させて生じる排ガス中の硫黄酸化物を除去するのに用いられる排煙脱硫装置及び排煙脱硫装置の脱硫吸収液供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記したような排煙脱硫装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
この排煙脱硫装置は、吸収塔を備えており、吸収塔は、吸収剤としての石灰石を含む脱硫吸収液を溜める吸収液貯留部と、石炭焚きボイラからの排ガスを導入する入口ダクトと、吸収液貯留部の脱硫吸収液を吸収塔の上部空間に供給する吸収液循環配管と、この吸収液循環配管によって吸収塔の上部空間に供給される脱硫吸収液を入口ダクトから導入した排ガスに吹き付けるスプレーを有している。
【０００４】
この排煙脱硫装置は、いわゆる石灰石膏法による排煙脱硫装置であり、吸収塔内に導入した排ガスに石灰石を含む脱硫吸収液をスプレーにより吹き付けることで、脱硫吸収液に排ガス中の硫黄酸化物を吸収させ、これで脱硫吸収液中に生成される亜硫酸を酸化させて生じる石膏を回収する、すなわち、硫黄酸化物を除去するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2002-191934号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記した従来の排煙脱硫装置では、脱硫効率を高めるために、脱硫吸収液中に石灰石を吸収剤として過剰に含ませているのが実情であり、この吸収剤の過剰供給分だけ脱硫コストの上昇を招いてしまうという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００７】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、これまでの高脱硫効率を維持したうえで、或いは、脱硫効率のさらなる向上を実現したうえで、石灰石や生石灰等の吸収剤の過剰供給率を下げることができ、その結果、脱硫コストを低減させることが可能である排煙脱硫装置及び排煙脱硫装置の脱硫吸収液供給方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、石灰石を過剰に供給することなく高脱硫効率を維持するために、吸収剤、例えば、石灰石を高い溶解度で脱硫吸収液中に溶け込ませたり、石灰石をより細かくして脱硫吸収液中に混ぜ込んだりすることを発案した。
【０００９】
ここで、一般的な水において、水和電子（水の自由電子）は、多くの水分子の凝集（クラスター）の内側に存在しているが、この水に電磁波を作用させて水分子の凝集を小さく保った水をつくると（水和電子を水分子の凝集の外側に移動させると）、この水をポンプで流したり高架水槽から自由落下させたりすることで、水和電子が放出される（放電する）ことが知られている。
【００１０】
本発明者らは、この点に着目して鋭意検討を重ねた結果、電磁波により水分子の凝集が小さい脱硫吸収液を作って水和電子を放出させることで、この脱硫吸収液に含まれる吸収剤、例えば、石灰石の溶解度を高め得るとの結論に達した。
【００１１】
そして、放出される水和電子（Ｈ2Ｏ）n-が、反応式ＳＯ2＋Ｈ2Ｏ→ＳＯ32-＋２Ｈ+におけるＨ+と反応することで、この硫黄酸化物から亜硫酸を生じさせる反応が進行し易くなるとの結論に達し、この発明をするに至った。
【００１２】
また、本発明者らは、給水用配管を流れる一般的な水に対して電磁波を作用させると、水中のスケール成分が衝突を繰り返して細分化されることにも着目して鋭意検討を試みたところ、脱硫吸収液に電磁波を作用させれば、この脱硫吸収液中の吸収剤成分の相互衝突により吸収剤を細分化し得るとの結論に達し、この発明をするに至った。
【００１３】
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、導入される排ガスに吸収剤を含む脱硫吸収液を接触させて脱硫を行う吸収塔と、前記吸収塔に対して前記脱硫吸収液を供給する吸収液配管を備えた排煙脱硫装置において、前記吸収液配管内を流れる前記脱硫吸収液に電磁波を作用させるべく電磁波を発生する電磁波発生部が該吸収液配管上に設けられている構成としたことを特徴としており、この構成の排煙脱硫装置を従来の課題を解決するための手段としている。
【００１４】
本発明の請求項２に係る排煙脱硫装置は、前記吸収塔の下部に配置された吸収液貯留部に溜まる排ガス接触後の脱硫吸収液を該吸収塔の上部空間側に導く吸収液循環配管と、前記吸収液循環配管内を流れる脱硫吸収液の濃度調整用吸収液を該濃度調整用吸収液が貯留されるタンクから前記吸収塔に導く調整用吸収液導入配管と、前記吸収塔に導入する前記濃度調整用吸収液の一部を循環させる調整用吸収液循環配管と、前記吸収塔の前記吸収液貯留部から抽出された排ガス接触後の脱硫吸収液に対して脱水処理を行って得られる吸収剤濃度が高められた処理後吸収液の前記吸収塔への戻し配管のうちの少なくともいずれか一つの配管に前記電磁波発生部が設けられている構成としている。
【００１５】
一方、本発明の請求項３に係る発明は、吸収剤を含む脱硫吸収液を排ガスに接触させて脱硫を行う排煙脱硫装置の吸収塔に、吸収液配管を介して前記脱硫吸収液の供給を行うに際して、前記吸収液配管上に電磁波発生部を設置して、該吸収液配管内を流れる前記脱硫吸収液に電磁波を作用させる構成としている。
【００１６】
本発明に係る排煙脱硫装置及び排煙脱硫装置の脱硫吸収液供給方法において、脱硫吸収液に含まれる吸収剤には、炭酸カルシウム（石灰石）や酸化カルシウム（生石灰）が用いられるほか、水酸化カルシウムが用いられる。
【００１７】
本発明に係る排煙脱硫装置及び排煙脱硫装置の脱硫吸収液供給方法では、排煙脱硫装置の吸収塔に繋がる吸収液配管を流れる脱硫吸収液に対して電磁波を作用させるようにしているので、水分子の凝集が小さい脱硫吸収液が生成されて、その流れ（運動）により水和電子が放出されることとなり、この脱硫吸収液に含まれる吸収剤、例えば、石灰石の溶解度が高まって、石灰石が効率的に脱硫に寄与することとなる。
【００１８】
この際、放出される水和電子（Ｈ2Ｏ）n-が、上記した反応式におけるＨ+と反応することで、硫黄酸化物から亜硫酸を生じさせる反応が進み易くなる。
【００１９】
また、脱硫吸収液に電磁波が作用することにより、この脱硫吸収液中の石灰石成分同士が相互に衝突して細かく分散するので、これによっても石灰石が効率的に脱硫に寄与することとなる。
したがって、従来のように、脱硫吸収液中に石灰石を過剰に含ませなくても、高い脱硫効率が得られることとなる。
【００２０】
本発明に係る排煙脱硫装置において、吸収塔の吸収液貯留部に溜まる排ガス接触後の脱硫吸収液を吸収塔の上部空間側に導く吸収液循環配管に電磁波発生部を設置すると、吸収剤の溶解度が高い吸収液や、より細かな状態に分散された吸収剤を含む脱硫吸収液が脱硫に使用されることとなり、脱硫効率が向上する。
【００２１】
また、タンクに貯留される濃度調整用吸収液を吸収塔に導く調整用吸収液導入配管に電磁波発生部を設置すると、吸収剤の溶解度が高い吸収液や、より細かな状態に分散された吸収剤を含む脱硫吸収液が濃度調整用吸収液として用いられることとなり、吸収塔の吸収液貯留部に溜まる脱硫吸収液の濃度調整が効率よくなされることとなる。
【００２２】
さらに、濃度調整用吸収液の一部を循環させる調整用吸収液循環配管に電磁波発生部を設置すると、吸収剤の溶解度が高い濃度調整用吸収液や、より細かな状態に分散された吸収剤を含む濃度調整用吸収液が得られることとなり、吸収塔への戻し配管に電磁波発生部を設置すると、吸収剤の溶解度が高い処理後吸収液や、より細かな状態に分散された吸収剤を含む処理後吸収液が得られることとなる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る排煙脱硫装置では、上記した構成としているので、従来通りの高い脱硫効率を維持しつつ、又は、脱硫効率のさらなる向上を実現しつつ、石灰石や生石灰等の吸収剤の過剰供給率を下げることができ、したがって、脱硫コストの低減を実現可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る排煙脱硫装置が採用される排ガス処理システムの一例を示す概略構成説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る排煙脱硫装置を示す概略構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る排煙脱硫装置が採用される排ガス処理システムを示し、図２は本発明の一実施形態による排煙脱硫装置を示している。
【００２６】
図１に示すように、この排ガス処理システムは、石炭焚きボイラ１から煙突２に至るまでの煙道Ｒに順次配置した脱硝部３、エアヒータ４、脱塵部５、熱交換器６、排煙脱硫装置１０、熱交換器７を備えており、石炭焚きボイラ１には、石炭がミル８で粉砕されて供給されるようになっている。
【００２７】
石炭焚きボイラ１で生じた排ガスから硫黄酸化物を除去する排煙脱硫装置１０は、図２に示すように、吸収塔１１及びタンク１２を備えている。
【００２８】
吸収塔１１は、吸収剤としての石灰石を含む脱硫吸収液Ｌを溜める吸収液貯留部１１ａと、石炭焚きボイラ１で生じた排ガスＧＩを導入するガス導入部１１ｂと、このガス導入部１１ｂから導入した排ガスＧＩに対して吸収液貯留部１１ａに溜まっている脱硫吸収液Ｌを吹き付けるスプレー１１ｃと、このスプレー１１ｃからの脱硫吸収液Ｌの吹き付けにより硫黄酸化物が除去された後の排ガスＧＯを排出するガス排出部１１ｄを具備しており、吸収液貯留部１１ａとスプレー１１ｃとは、ポンプ１３及び吸収液循環配管１４を介して連通している。
【００２９】
タンク１２には、吸収液循環配管１４内を流れる脱硫吸収液Ｌの濃度調整用吸収液Ｌ１が貯留されており、濃度調整用吸収液Ｌ１は、タンク１２及び吸収塔１１間に配置されたポンプ１５及び調整用吸収液導入配管１６を介して吸収塔１１に導入される。
【００３０】
吸収塔１１に導入する濃度調整用吸収液Ｌ１は、その一部が調整用吸収液循環配管１７を通して循環するようになっており、これにより、タンク１２内の濃度調整用吸収液Ｌ１が固まるのを防いでいる。
【００３１】
吸収塔１１の吸収液貯留部１１ａからは、排ガス接触後の脱硫吸収液Ｌが排出用配管１８を通して抽出されるようになっており、この抽出された排ガス接触後の脱硫吸収液Ｌは、図示しない脱水機に送られて脱水処理され、これにより吸収剤濃度が高められた処理後吸収液として、戻し配管１９を通して吸収塔１１に戻されるようになっている。
【００３２】
この場合、吸収塔１１の吸収液貯留部１１ａからスプレー１１ｃに至るまでの吸収液循環配管１４には、この吸収液循環配管１４内を流れる脱硫吸収液Ｌに電磁波を作用させるべく電磁波を発生する電磁波発生部２０が設けられている。
【００３３】
また、この実施態様において、吸収塔１１とタンク１２との間に配置された調整用吸収液導入配管１６，濃度調整用吸収液Ｌ１の一部を循環させる調整用吸収液循環配管１７（図示例では調整用吸収液導入配管１６との共通部分）及び処理後吸収液の戻し配管１９の各配管にも電磁波発生部２０がそれぞれ設けられており、これらの配管１６，１７，１９内を流れる脱硫吸収液Ｌ（Ｌ１）に対しても電磁波を作用させるようにしている。
【００３４】
上記した排ガス処理システムにおける排煙脱硫装置１０では、吸収塔１１のガス導入部１１ｂから導入した排ガスＧＩに対してスプレー１１ｃから吸収液貯留部１１ａに溜まっている脱硫吸収液Ｌを吹き付けることで、排ガスＧＩから硫黄酸化物を除去し、浄化した排ガスＧＯをガス排出部１１ｄから排出させる。
【００３５】
この際、吸収塔１１の吸収液貯留部１１ａからスプレー１１ｃに脱硫吸収液Ｌを供給する吸収液循環配管１４に電磁波を発生する電磁波発生部２０を設置して、吸収液循環配管１４を流れる脱硫吸収液Ｌに対して電磁波を作用させるようにしている。その結果、水分子の凝集が小さい脱硫吸収液Ｌが生成されて、この脱硫吸収液Ｌがポンプ１３により吸収液循環配管１４を流れることで水和電子が放出されることとなり、この脱硫吸収液Ｌに含まれる石灰石の溶解度が高まって、石灰石が効率的に脱硫に寄与することとなる。
【００３６】
また、放出される水和電子（Ｈ2Ｏ）n-が、反応式ＳＯ2＋Ｈ2Ｏ→ＳＯ32-＋２Ｈ+におけるＨ+と反応することで、硫黄酸化物から亜硫酸を生じさせる反応が進み易くなり、加えて、脱硫吸収液Ｌ中の石灰石成分同士が相互に衝突して細かく分散するので、これによっても石灰石が効率的に脱硫に寄与することとなる。
【００３７】
つまり、従来のように、脱硫吸収液中に石灰石を過剰に含ませなくても、高い脱硫効率が得られることとなる。
【００３８】
上記した排煙脱硫装置１０において、吸収塔１１の吸収液貯留部１１ａからスプレー１１ｃに脱硫吸収液Ｌを供給する吸収液循環配管１４に電磁波発生部２０を設置しているので、石灰石の溶解度が高い脱硫吸収液Ｌや、より細かな状態に分散された石灰石を含む脱硫吸収液Ｌが脱硫に使用されることとなり、脱硫効率が向上する。
【００３９】
また、上記した排煙脱硫装置１０において、タンク１２に貯留される濃度調整用吸収液Ｌ１を吸収塔１１に導く調整用吸収液導入配管１６に電磁波発生部２０を設置しているので、石灰石の溶解度が高い脱硫吸収液や、より細かな状態に分散された石灰石を含む脱硫吸収液を濃度調整用吸収液Ｌ１として用い得ることとなって、吸収塔１１の吸収液貯留部１１ａに溜まる脱硫吸収液Ｌの濃度調整が効率よくなされることとなる。
【００４０】
さらに、上記した排煙脱硫装置１０において、濃度調整用吸収液Ｌ１の一部を循環させる調整用吸収液循環配管１７に電磁波発生部２０を設置しているので、石灰石の溶解度が高い濃度調整用吸収液Ｌ１や、より細かな状態に分散された石灰石を含む濃度調整用吸収液Ｌ１が得られることとなる。
【００４１】
さらにまた、上記した排煙脱硫装置１０において、吸収塔１１への戻し配管１９にも電磁波発生部２０を設置しているので、石灰石の溶解度が高い処理後吸収液や、より細かな状態に分散された石灰石を含む処理後吸収液が得られることとなる。
【００４２】
上記した実施形態では、吸収塔１１の吸収液貯留部１１ａからスプレー１１ｃに至るまでの吸収液循環配管１４，吸収塔１１とタンク１２との間に配置された調整用吸収液導入配管１６，濃度調整用吸収液Ｌ１の一部を循環させる調整用吸収液循環配管１７及び処理後吸収液の戻し配管１９の各配管に電磁波発生部２０をそれぞれ設置した場合を示したが、これに限定されるものではなく、電磁波発生部２０は、これらの配管１４，１６，１７，１９のうちの少なくともいずれか一つの配管に設置されていればよい。
【００４３】
本発明に係る排煙脱硫装置及び排煙脱硫装置の脱硫吸収液供給方法の構成は、上記した実施形態の構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４４】
１０  排煙脱硫装置
１１  吸収塔
１１ａ  吸収液貯留部
１１ｃ  スプレー
１２  タンク
１４  吸収液循環配管（吸収液配管）
１６  調整用吸収液導入配管（吸収液配管）
１７  調整用吸収液循環配管（吸収液配管）
１９  戻し配管（吸収液配管）
２０  電磁波発生部
ＧＩ  ガス導入部から導入される排ガス
Ｌ    脱硫吸収液
Ｌ１  濃度調整用吸収液
【図１】
2013198836.tif 000003
【図２】
2013198836.tif 000004